PAGEPAGE1多普勒效應(yīng)一、多普勒效應(yīng)及產(chǎn)生緣由┄┄┄┄┄┄┄┄①1．多普勒效應(yīng)(1)音調(diào)：音調(diào)由頻率確定，頻率高則音調(diào)高，頻率低則音調(diào)低。(2)多普勒效應(yīng)：波源與視察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變更的現(xiàn)象。2．多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的緣由(1)波源與視察者相對靜止時(shí)，1s內(nèi)通過視察者的波峰(或密部)的數(shù)目是肯定的，視察到的頻率等于波源振動(dòng)的頻率。(2)當(dāng)波源與視察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，1s內(nèi)通過視察者的波峰(或密部)的數(shù)目增加，視察到的頻率增加；反之，當(dāng)波源與視察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，視察到的頻率變小。[留意]發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源與視察者肯定有相對運(yùn)動(dòng)，而與波源到視察者的距離無關(guān)。①[判一判]1．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率沒有發(fā)生變更(√)2．當(dāng)波源和視察者向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，肯定發(fā)生多普勒效應(yīng)(×)3．只有橫波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)(×)4．只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)(×)二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用┄┄┄┄┄┄┄┄②1．測車輛速度：交警向行進(jìn)中的車輛放射頻率已知的超聲波，同時(shí)測量反射波的頻率，依據(jù)反射波頻率變更的多少就能知道車輛的速度。2．測星球速度：測量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率比照，可得星球的速度。3．測血流速度：向人體內(nèi)放射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變更，就可得血流速度。[說明]多普勒效應(yīng)與“紅移”光波與聲波的不同之處在于，光波頻率的變更使人感覺到的是顏色的變更。假如恒星遠(yuǎn)離我們而去，則光的譜線就向紅光方向移動(dòng)，稱為“紅移”。“紅移現(xiàn)象”是宇宙大爆炸理論的一個(gè)有力證據(jù)。②[選一選]有閱歷的鐵路養(yǎng)護(hù)人員可以依據(jù)火車鳴笛的聲音推斷火車的行駛方向。他所利用的應(yīng)是()A．聲波的反射現(xiàn)象B．聲波的多普勒效應(yīng)C．聲波的干涉現(xiàn)象D．聲波的衍射現(xiàn)象解析：選B依據(jù)火車笛聲音調(diào)的變更，由多普勒效應(yīng)即可推斷火車行駛的方向，選項(xiàng)B正確。1.對波源頻率和接收頻率的理解2．對音調(diào)的理解音調(diào)由頻率確定，頻率高則音調(diào)高，頻率低則音調(diào)低。視察者聽到的聲音的音調(diào)，是由視察者接收到的頻率，即單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)確定的。[典型例題]例1.蝙蝠在洞窟中飛來飛去時(shí)，它利用的超聲脈沖導(dǎo)航特別有效。這種超聲脈沖是持續(xù)1ms或不到1ms的短促放射脈沖波，且每秒重復(fù)放射幾次。假定蝙蝠的超聲脈沖放射頻率為39000Hz，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲期間，下列推斷正確的是()A．墻壁接收到超聲脈沖頻率等于39000HzB．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率C．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率D．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于39000Hz[解析]蝙蝠在靠近墻壁運(yùn)動(dòng)，所以相當(dāng)于波源在靠近接收器，故墻壁接收到的超聲脈沖頻率大于39000Hz，A錯(cuò)誤；蝙蝠相對墻壁的運(yùn)動(dòng)與墻壁反射回來的超聲波是相向運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，所以蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率，B錯(cuò)誤，C正確；蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于39000Hz，D錯(cuò)誤。[答案]C[點(diǎn)評(píng)]由多普勒效應(yīng)推斷波源頻率f源和視察者接收到的頻率f觀之間的大小關(guān)系時(shí)，只需比較波源或視察者的運(yùn)動(dòng)方向或距離變更。當(dāng)兩者間距離增大時(shí)，f源＞f觀，當(dāng)兩者間距離減小時(shí)，f源<f觀。[即時(shí)鞏固]1．(2024·邢臺(tái)高二檢測)上課時(shí)老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端，然后使蜂鳴器快速水平旋轉(zhuǎn)，蜂鳴器音調(diào)竟然忽高忽低變更，下列推斷正確的是()A．旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)出的頻率變更了B．由于旋轉(zhuǎn)，變更了同學(xué)們聽到的聲音頻率C．蜂鳴器音調(diào)變高時(shí)，肯定是向遠(yuǎn)離視察者的方向運(yùn)動(dòng)D．音調(diào)的忽高忽低是由波的干涉造成的解析：選B旋轉(zhuǎn)過程中，聲源(蜂鳴器)與視察者(同學(xué)們)的距離有時(shí)近，有時(shí)遠(yuǎn)，發(fā)生多普勒效應(yīng)，D錯(cuò)誤；蜂鳴器發(fā)出聲波的頻率不變，只是同學(xué)們聽到的聲音頻率變更了，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)蜂鳴器遠(yuǎn)離視察者時(shí)，聽到聲音的頻率變小即音調(diào)變低，C錯(cuò)誤。1.相對位置變更與頻率的關(guān)系相對位置圖示結(jié)論波源S和視察者A相對介質(zhì)不動(dòng)f波源＝f視察者，音調(diào)不變波源S不動(dòng)，視察者A運(yùn)動(dòng)，由A→B或A→C若靠近波源，由A→B，則f波源＜f視察者，音調(diào)變高；若遠(yuǎn)離波源，由A→C，則f波源＞f視察者，音調(diào)變低視察者A不動(dòng)，波源S運(yùn)動(dòng)，由S→S2f波源＜f視察者，音調(diào)變高2.成因歸納依據(jù)以上分析可以知道，發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，肯定是由于波源與視察者之間發(fā)生了相對運(yùn)動(dòng)。[典型例題]例2.馬路巡警開車在高速馬路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，結(jié)果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低。(1)此現(xiàn)象屬于()A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效應(yīng)D．波的反射(2)若該路段限速為100km/h，則轎車是否超速？(3)若轎車以20m/s的速度行進(jìn)，反射回的電磁波頻率應(yīng)怎樣變更？[解析](1)巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。(2)因警車接收到的頻率變低，由多普勒效應(yīng)知警車與轎車在相互遠(yuǎn)離，而警車車速恒定又在后面，可推斷轎車車速比警車車速大，大于100km/h，故該車超速。(3)若該車以20m/s的速度行進(jìn)，此時(shí)警車與轎車在相互靠近，由多普勒效應(yīng)知反射回的電磁波頻率應(yīng)變高。[答案](1)C(2)超速(3)變高[點(diǎn)評(píng)](1)多普勒效應(yīng)是指所接收到的波的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象，并不是接收到波的強(qiáng)度發(fā)生變更的現(xiàn)象，要正確區(qū)分頻率和強(qiáng)度這兩個(gè)物理量。(2)視察者垂直于波的傳播方向移動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。(3)波的傳播速度不因波源的移動(dòng)而變更。[即時(shí)鞏固]2．[多選]下列選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是()A．科學(xué)家用激光測量月球與地球間的距離B．醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速C．技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D．交通警察向車輛放射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度解析：選BD當(dāng)視察者與測量對象無相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，不發(fā)生多普勒效應(yīng)，A、C錯(cuò)誤；當(dāng)視察者與測量對象相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生多普勒效應(yīng)，依據(jù)接收頻率的變更可以進(jìn)行測速，B、D正確。1．[多選](2024·寧波高二檢測)關(guān)于多普勒效應(yīng)的敘述，下列說法中正確的是()A．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生了變更B．多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的C．多普勒效應(yīng)是波共有的特征D．科學(xué)家通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)覺來自遙遠(yuǎn)的星系上的某種原子光譜，與地球上同種原子的光譜相比較，波長均變長，說明該星系正在遠(yuǎn)離地球而去解析：選CD產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的緣由是波源和視察者之間有相對運(yùn)動(dòng)，波源發(fā)出的波的個(gè)數(shù)與視察者接收到的波的個(gè)數(shù)不相同，波源本身的頻率并沒有變更，一切波都能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，A、B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)某一個(gè)星系遠(yuǎn)離地球時(shí)，在地球上接收到的該星系發(fā)出的光波，會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，接收到的頻率變低，即波長變長，D正確。2．[多選]假如一輛汽車在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是300Hz，在汽車向你駛來又擦身而過的過程中，下列說法正確的是()A．當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率大于300HzB．當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率小于300HzC．當(dāng)汽車和你擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率大于300HzD．當(dāng)汽車和你擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率小于300Hz解析：選AD當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，兩者距離減小，你接收的聲波個(gè)數(shù)增多，頻率上升，將大于300Hz，A正確；當(dāng)汽車和你擦身而過后，兩者距離變大，你接收的聲波個(gè)數(shù)削減，頻率降低，將小于300Hz，D正確。3．如圖所示，產(chǎn)朝氣械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)，圖中的圓表示波峰。(1)該圖表示的是()A．干涉現(xiàn)象B．衍射現(xiàn)象C．反射現(xiàn)象D．多普勒效應(yīng)(2)波源正在移向()A．A點(diǎn)B．B點(diǎn)C．C點(diǎn)D．D點(diǎn)(3)視察到波的頻率最低的點(diǎn)是()A．A點(diǎn)B．B點(diǎn)C．C點(diǎn)D．D點(diǎn)解析：(1)該圖表示的是多普勒效應(yīng)，D正確。(2)從波長變更狀況來看，波源正在移向A點(diǎn)。(3)由于波源遠(yuǎn)離B點(diǎn)，所以視察到波的頻率最低的點(diǎn)是B點(diǎn)。答案：(1)D(2)A(3)B4．如圖所示，向左勻速運(yùn)動(dòng)的小車發(fā)出頻率為f的聲波，車左側(cè)A處的人接收到的聲波的頻率為f1，車右側(cè)B處的人接收到的聲波的頻率為f2，則f1、f2與f的關(guān)系為____________。解析：聲源靠近A處的人，由多普勒效應(yīng)知，他接收到的頻率變大，即f1>f；聲源遠(yuǎn)離B處的人，他接收到的頻率變小，即f2<f。答案：f2<f<f1[基礎(chǔ)練]一、選擇題1．關(guān)于多普勒效應(yīng)，以下說法正確的有()A．只有機(jī)械波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)B．當(dāng)波源和視察者都運(yùn)動(dòng)時(shí)就發(fā)生多普勒效應(yīng)C．發(fā)生多普勒效應(yīng)的緣由是波源的頻率發(fā)生了變更D．發(fā)生多普勒效應(yīng)的結(jié)果是視察者接收到的頻率發(fā)生了變更解析：選D多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過程共有的特征，無論是機(jī)械波、電磁波還是光波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)；發(fā)生多普勒效應(yīng)的緣由是波源和視察者有相對運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致視察者接收到的波的頻率發(fā)生了變更，而波源的頻率不變。綜上所述，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。2．醫(yī)院通過彩超對人體進(jìn)行體檢時(shí)，彩超機(jī)向人體內(nèi)放射頻率已精確駕馭的超聲波，超聲波經(jīng)血液反射后被專用儀器接收，然后通過反射波的頻率變更就可知血液的流速。這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象()A．共振B．波的衍射C．多普勒效應(yīng)D．波的干涉解析：選C依據(jù)多普勒效應(yīng)原理可知彩超機(jī)工作時(shí)主要體現(xiàn)了多普勒效應(yīng)，C正確。3．[多選]火車上有一個(gè)聲源發(fā)出頻率肯定的樂音。當(dāng)火車靜止視察者也靜止時(shí)，視察者聽到并記住了這個(gè)樂音的音調(diào)。以下狀況中，視察者聽到這個(gè)樂音的音調(diào)比原來降低的是()A．視察者靜止，火車向他駛來B．視察者靜止，火車離他駛?cè)．火車靜止，視察者乘汽車向著火車運(yùn)動(dòng)D．火車靜止，視察者乘汽車遠(yuǎn)離火車運(yùn)動(dòng)解析：選BD當(dāng)視察者與聲源相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，視察者接收到的聲波的頻率上升，聽到樂音的音調(diào)比原來要高；當(dāng)視察者與聲源背向運(yùn)動(dòng)時(shí)，視察者接收到的聲波的頻率降低，聽到樂音的音調(diào)比原來降低了。綜上所述，B、D正確。4．[多選]下列哪些現(xiàn)象是多普勒效應(yīng)()A．遠(yuǎn)去的汽車聲音越來越小B．炮彈迎面飛來，聲音刺耳C．火車向你駛來時(shí)，音調(diào)變高，遠(yuǎn)離你而去時(shí)，音調(diào)變低D．大風(fēng)中，遠(yuǎn)處人的說話聲時(shí)強(qiáng)時(shí)弱解析：選BC聲波音調(diào)的凹凸由其頻率確定，依據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源與視察者發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，視察者聽到的聲音會(huì)變更，B、C正確；聲音的強(qiáng)弱由聲波的能量確定，聲源越近，聲波能量越大，聽起來越洪亮，但音調(diào)不肯定變更，A、D不是由多普勒效應(yīng)造成的，A、D錯(cuò)誤。5．[多選]如圖所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?fù)u擺，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是()A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B．女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C．女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)不變D．女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低解析：選AD女同學(xué)蕩秋千的過程中，只要她有向右的速度，她就有靠近聲源的趨勢，依據(jù)多普勒效應(yīng)，她都能感到哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感到音調(diào)變低，A、D正確，B、C錯(cuò)誤。二、非選擇題6.如圖所示，在馬路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速度v1向東行走，在路口北側(cè)，乙站在路邊，一輛汽車以速度v2通過路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f0，車速v2＞v1。甲聽到的笛聲的頻率為f1，乙聽到的笛聲的頻率為f2，司機(jī)自己聽到的笛聲的頻率為f3，則此時(shí)三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為____________。解析：由于v2＞v1，所以汽車和甲的相對距離減小，甲聽到的笛聲的頻率變大，即f1＞f0。由于乙靜止不動(dòng)，汽車和乙的相對距離增大，乙聽到的笛聲的頻率變小，即f2＜f0。由于司機(jī)和聲源相對靜止，所以司機(jī)聽到的笛聲的頻率不變，即f3＝f0。綜上所述，三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為f1、f3、f2。答案：f1、f3、f2[提能練]一、選擇題1．[多選]關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法中正確的是()A．當(dāng)波源與視察者有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)B．當(dāng)波源與視察者運(yùn)動(dòng)的速度相同時(shí)，不會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)C．只有機(jī)械波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)D．只要波源運(yùn)動(dòng)，就肯定會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)解析：選AB當(dāng)波源與視察者有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者之間的距離必定發(fā)生變更，其距離增大或減小，則視察者接收到的頻率減小或增大，可知必發(fā)生多普勒效應(yīng)，A正確；當(dāng)波源與視察者運(yùn)動(dòng)的速度相同時(shí)，無相對運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于二者都靜止的狀況，不會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，B正確，D錯(cuò)誤；多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過程共有的特征，這里的波動(dòng)包括一切波的傳播過程，C錯(cuò)誤。2．波源和視察者相向運(yùn)動(dòng)，則視察者單位時(shí)間內(nèi)感覺到的波的個(gè)數(shù)()A．增加B．削減C．不變D．不肯定解析：選A由多普勒效應(yīng)知當(dāng)視察者與波源間距離減小時(shí)，接收到波的頻率增加，A正確。3．輪船在進(jìn)港途中的x-t圖象如圖所示，則在港口所測到輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是選項(xiàng)圖中的()解析：選A輪船勻速靠近港口的過程中，測量到的頻率不隨時(shí)間變更，但速度大時(shí)頻率大，由x-t圖象可知，輪船靠近港口時(shí)三段時(shí)間內(nèi)的速度v1＞v3＞v2，可知f1＞f3＞f2，A正確。4．[多選](2024·衡水高二檢測)關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法中正確的是()A．若波源相對介質(zhì)不動(dòng)，視察者遠(yuǎn)離波源，則接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率B．只要視察者相對地面運(yùn)動(dòng)，就肯定可以發(fā)生多普勒效應(yīng)C．若視察者相對介質(zhì)不動(dòng)，波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，空間傳播的波長發(fā)生變更D．若視察者相對介質(zhì)不動(dòng)，波源遠(yuǎn)離視察者時(shí)，視察者接收到的頻率大于波源發(fā)出的頻率解析：選AC發(fā)生多普勒效應(yīng)的緣由是波源和視察者有相對運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；若波源相對介質(zhì)不動(dòng)，視察者遠(yuǎn)離波源或波源遠(yuǎn)離視察者時(shí)，視察者接收到波源的頻率小于波源發(fā)出的頻率，A正確，D錯(cuò)誤